两边连接钢板混凝土组合剪力墙简化分析模型

两边连接钢板混凝土组合剪力墙是指仅与框架梁相连的组合剪力墙,该剪力墙能够避免框架柱过早发生破坏,且布置灵活,可以在跨内分段布置,有利于门窗、洞口的开设以及结构刚度的调整.采用有限元方法对两边连接钢板混凝土组合剪力墙的力学性能进行了研究,给出了其抗剪承载力-位移关系的简化曲线,推导了初始刚度计算公式,回归得到承载力计算公式,建立了便于结构体系应用的两边连接钢板混凝土组合剪力墙简化分析模型-双向偏心支撑模型.通过模型计算结果与试验结果进行对比,验证了其正确性,为进一步分析由钢板混凝土组合剪力墙构成的结构体系提供了有效的简化方法.

钢板剪力墙简化分析模型研究

钢板剪力墙是一种适用于高烈度区高层及超高层建筑抗震的新型抗侧力结构体系.在强震作用下,钢板剪力墙墙体将出现较大的面外变形,并沿对角线方向形成一系列的斜向拉力带,拉力带屈服进入塑性阶段承载,是典型的二维板单元非线性问题.由于墙板的二维非线性精细模型计算难度大、耗时长,需要采用合理的简化分析模型,以满足结构设计中高效性及准确性两方面的要求.本文总结和分析了近年来各国学者提出的钢板剪力墙简化分析模型,并利用ABAQUS建立了17个不同高厚比、不同宽高比的单层单跨钢板剪力墙的二维精细分析模型和5种主要简化分析模型.通过对107个模型的非线性推覆分析,广泛对比了各种简化分析模型对不同宽高比范围内的薄墙板及中厚墙板抗震性能模拟的准确性.在综合考虑分析效率及准确性的基础上,提出了不同设计范围内的钢板剪力墙结构简化分析模型的合理选择方案,并讨论了今后研究的发展方向.

单桩纵向非线性响应的简化分析模型

在Winkler地基梁模型的基础上,提出了一个新的、研究单桩纵向非线性响应的一维简化分析模型.其中,采用随深度均匀分布的纵向非线性弹簧,模拟地基土对桩轴的纵向非线性作用力,非线性弹簧恢复力采用描述迟滞非线性材料本构关系的Bouc-Wen模型.计算结果表明,该简化模型可以较好地模拟各种单桩纵向非线性响应问题,反映了单桩纵向非线性行为的主要特征,能够揭示材料非线性因素对单桩轴向响应的影响.

土-结动力相互作用研究综述(Ⅱ)——简化分析模型

详细地分析了国内外关于土－ 结动力相互作用近二十种简化分析模型， 引入考虑土－ 结动力相互作用效应的平面和空间杆系模型。

柔性多点模具蒙皮拉形有限元简化分析模型的建立

建立一种简化有限元模型,用以解决柔性多点模具蒙皮拉形工艺由于冲头顶端曲面曲率半径小,而导致单元数量庞大的问题。通过将简化有限元分析模型与非简化模型对比,并通过工艺试验,验证了简化分析模型的可行性和有效性,为新产品研制降低成本提供了有效方法。

双段消能摇摆结构体系弹性地震反应的简化分析模型及参数分析

双段消能摇摆结构体系是基于单段摇摆结构体系应用于高层建筑的发展,由两段串联的摇摆结构、主体结构、刚性连杆以及位移型阻尼器组成,可以减小高层建筑结构在地震作用下的动力响应,控制主体结构变形更加均匀,并削弱结构高阶振型的影响,提高结构的抗震性能。基于双段消能摇摆结构体系的刚度组成,建立了双自由度简化分析模型,并结合有限元分析模型进行验证。提出了影响双段消能摇摆结构体系弹性地震反应的无量纲控制参数,结合参数分析的结果,给出了无量纲控制参数的建议范围。研究表明,双自由度简化分析模型可以准确模拟双段消能摇摆结构体系的弹性地震反应,并较准确地反映了主体结构刚度、阻尼器刚度对结构弹性动力响应的影响,降低结构的计算成本;相比于单段摇摆结构,双段摇摆结构能够减小高层建筑下段结构的弹性地震反应,提高高层建筑的抗震性能。

基于连接单元的无屈曲波纹钢板剪力墙弹性简化分析模型研究

无屈曲波纹钢板剪力墙是一种兼具承载和耗能功能的新型钢板剪力墙,在工程中应用前景良好。而在工程设计中,由于波纹钢板几何形状较为复杂和现有结构设计软件的局限性,有限元建模较为复杂和繁琐。为此,依据无屈曲波纹钢板墙的受力特性提出了多种不同的基于连接单元的简化分析模型,通过对比分析选取了水平轴向连接单元模型作为波纹钢板剪力墙的简化分析模型,给出了模型参数确定的原则;借助通用有限元分析软件Abaqus评估其模拟精度,并通过参数化分析考察了该简化模型的普适性。最后,对钢框架-无屈曲波纹钢板剪力墙结构中简化模型的适用性进行了分析,给出了边缘构件内力的修正方法,供设计人员参考。

混合联肢PEC墙结构简化力学分析模型及承载力计算

为克服钢筋混凝土墙肢底部易发生脆性破坏的缺点,提高联肢剪力墙结构的抗震性能,采用PEC剪力墙肢代替混合联肢剪力墙结构中的钢筋混凝土剪力墙肢,形成新型混合联肢PEC墙结构.通过改变钢连梁截面尺寸、PEC墙肢宽厚比以及楼层数形成3个系列共8个模型,研究了弹性耦连比和改变弹性耦连比的方式对混合联肢PEC墙结构滞回性能和应力分布的影响.结果表明:各个系列模型滞回曲线均饱满而稳定,未出现明显捏缩现象,证明混合联肢PEC墙结构抗震性能好、耗能能力强,适用于高烈度抗震设防地区;与已有联肢墙结构研究成果一致,弹性耦连比是影响混合联肢PEC墙结构整体性能的主要因素,并不会因为实现方式不同而影响结构应力分布规律;为保证结构达极限承载能力状态时各层钢连梁均发生剪切屈服并充分发展塑性,同时避免受拉侧墙肢发生延性较差的小偏心受拉破坏,应控制弹性耦连比小于等于70%;基于有限元模型分析结果,探讨了混合联肢PEC墙结构受力机理,建立了结构简化力学分析模型,给出了极限承载力计算公式;试验及有限元模型分析结果与理论计算结果误差在15%以内,且均为理论值偏低,证明本文提出的混合联肢PEC墙结构极限承载力计算公式精度较高且偏于安全,可用于计算结构极限承载力.

斜拉桥钢锚箱组合索塔水平受力性能简化分析模型

钢锚箱组合索塔锚固结构是最近用于大跨度斜拉桥索塔锚固区的一种新型结构,在斜拉索斜向索力作用下组合索塔不仅承受竖向荷载,同时在水平面内还承受水平力,该水平力往往是控制索塔受力的关键因素。该文在研究钢锚箱组合索塔结构及其传力机理的基础上,提出了分析组合索塔水平受力的简化计算模型,通过与已有的试验结果对比,验证了该文提出的简化分析模型的合理性和准确性。

人-结构竖向相互作用两类简化模型分析

基于质量-刚度-阻尼(mass-spring-damper,MSD)和质量-刚度-阻尼-附加质量(mass-spring-damper-rigid mass,MMSD)两类简化分析模型,采用正则化结构振型函数建立简化的人-结构竖向相互作用动力方程.针对具有非比例阻尼特性的动力方程,采用状态空间法求解耦合系统瞬时频率和阻尼比,讨论两种耦合动力方程的区别以及结构在人行荷载作用下频率和阻尼比的变化规律,分析人-结构耦合状态下结构加速度响应的差异.结果表明:考虑人-结构竖向相互作用时,两类动力方程的结构阻尼比显著增大,结构瞬时频率略有减小,瞬时阻尼比峰值平均提高31.67%,瞬时频率峰值平均仅减小0.29%;结构人致振动分析时应考虑人-结构竖向相互作用;MSD和MMSD两种模型分析情况下,结构动力响应差异很小,均方根加速度值的差异仅为0.34%.

双向钢-混凝土组合楼盖简化分析模型及空间作用分析

为研究双向钢-混凝土组合楼盖受力性能,便于工程推广应用,本文采用通用有限元软件ABAQUS,建立了适于组合楼盖非线性分析的简化有限元模型。在此基础上,分析了双向钢-混凝土组合楼盖的空间作用,提出了适用于工程计算的简化设计方法。分析表明:1简化有限元模型降低了建模和数值计算的难度,且能保证计算精度并使参数分析易于进行;2双向组合楼盖具有更高的刚度和承载力,但随着长宽比增大,空间作用降低,优势减小,建议根据长宽比以及建筑要求,合理选择单、双向组合楼盖。

两边连接X型屈曲约束钢板墙的简化分析模型

为简化带有X型屈曲约束钢板墙的结构体系受力分析,提出用交叉支撑模型来模拟X型屈曲约束钢板墙。当钢板墙高宽比小于1.5时支撑点取在距墙边缘h/10处,当钢板墙高宽比大于等于1.5时支撑点取在距墙边缘b/6处。等效交叉支撑杆件的截面面积和材料强度按与X型屈曲约束钢板墙的初始刚度和屈服承载力相等进行换算。对提出的简化分析模型进行了对比验证,分析结果表明该模型能够准确模拟X型屈曲约束钢板墙及其在框架结构中的受力行为,且不受加载方向和钢板墙高宽比的限制,可以作为两边连接X型屈曲约束钢板墙的等代模型进行结构受力分析。

带刚度退化的一种自复位混凝土桥墩简化分析模型

自复位混凝土桥墩(SCCP)能够在抵御强震后有效控制残余变形,是一种具备优良抗震性能的新型桥墩体系。该文针对新型自复位混凝土桥墩,提出一种自复位混凝土桥墩损伤演化过程的简化分析模型,系统地描述了循环加载过程中滞回曲线的各个主要环节。在损伤演化分析中,通过引入3个损伤因子γu、γc和γr,阐明循环增大的侧向位移可能导致的3种损伤来源。通过与既有的试验数据的对比分析,验证了该文提出的简化分析模型的准确性和有效性。

船桥碰撞简化动力分析方法:简化动力模型

为促进碰撞有限元分析技术在桥梁设计工程中的应用,提出2种可用于船桥碰撞动力分析和进行船桥碰撞动力设计的简化力学模型,即简化强迫振动模型和简化碰撞模型.基于碰撞数值模拟技术获得这2种模型中简化冲击力和简化船首非线性接触刚度.建议3种简化冲击力的数学模型,即简化的半波正弦载荷、修正半波正弦载荷及多段线载荷.建立3 000 DWT,5 000 DWT,10 000 DWT和50 000 DWT散货船的碰撞数值模拟的计算模型,进行不同初始冲击速度下与刚性墙的碰撞计算,根据冲量相等的原则针对上述船舶分别计算得到简化动力载荷模型和简化非线性接触刚度模型中的参数.

船桥碰撞简化动力分析方法:简化模型的精度

为分析船桥碰撞动力分析简化模型的精度,以具体桥梁工程实例为背景,分别采用数值模拟分析方法和简化动力分析方法进行船桥碰撞动力反应计算,并定义3种数学指标评价简化模型动力分析结果的精度.实例计算结果表明,动力分析简化模型具有良好的工程计算精度.

基于析因实验的B柱简化模型结构参数分析

本文以B柱简化模型为研究对象,利用MINITAB软件,基于析因实验对简化模型截面几个结构参数进行了分析,并得出其影响趋势与影响程度。以期为今后碳纤维复合材料结构件的结构设计提供参考。

基于简化模型的多层非加劲钢板剪力墙滞回性能分析

为验证文献[1]所提出的非加劲钢板剪力墙简化滞回分析模型的合理性,建立了2个3层单跨非加劲钢板剪力墙算例。以ABAQUS程序所建立的微观有限元模型的分析结果作为基准,采用PERFORM程序建立了2个非加劲钢板剪力墙算例的宏观简化滞回分析模型,进行了四种加载制度下的滞回性能分析,重点对比了两种分析模型在四种加载制度下所获得的滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度及累积滞回耗能。分析结果表明,文献[1]所提出的简化滞回分析模型可较好地预测多层非加劲钢板剪力墙的滞回性能、水平承载力、抗侧刚度及滞回耗能。

单桩横向非线性惯性响应简化分析计算方法

根据已建立的地基土-单桩系统横向非线性动力相互作用的简化分析模型,在动力Winkler模型的基础上,研究单桩横向非线性惯性响应。简化模型中,地基土对桩轴的横向非线性作用力,由非线性迟滞退化弹簧模拟,地基土在运动过程中的能量耗散,由与弹簧并联的粘壶模拟。利用有限元空间离散技术和Newmark-β法,讨论了横向惯性荷载作用下,单桩运动方程在时域中的求解方法。计算结果表明,该模型能够反映单桩非线性惯性响应的主要特征。能够揭示各种非线性因素,如:桩周土的迟滞效应、退化、屈服,以及土-桩界面的分离等,对单桩惯性响应的影响。计算结果与试验结果相当吻合。

单桩横向非线性动力响应简化分析计算方法

根据单桩-土系统横向非线性动力相互作用的简化分析模型,利用有限元空间离散技术和Newmark-β法,讨论 了横向动力荷载作用下,单桩的运动方程在时域中的求解方法.计算结果表明,该模型可以较好地模拟各种不同类型单 桩-土系统的横向非线性动力学响应.

横肋波纹板剪力墙简化模型及其住宅体系设计

提出一种钢管混凝土柱-横肋波纹钢板剪力墙,其中横肋波纹钢板作为主要抗剪单元以其较大的面外刚度和良好的抗整体屈曲性能有效延缓了面外失稳的发生,并提供了稳定的抗侧承载力。多根钢管混凝土柱与波纹钢板组合形成的异形剪力墙可适应住宅钢结构中的墙体转角造型,且能够有效提高剪力墙的面外稳定性能。在结构应用设计时,需提出该新型体系的合适简化分析模型。根据横肋波纹钢板剪力墙的构造组成和力学特性,提出采用正交异性板单元的简化模拟方法,在MIDAS软件中建立典型异形剪力墙的简化模型并与ABAQUS模型进行对比,验证弹性阶段该简化模型的有效性,最后通过算例进行该新型剪力墙体系在钢结构住宅中的应用设计分析,结果表明该新型体系在保障结构安全的同时具有一定的经济性。